中国药科大学有机ppt课件

二、手性
（一）对称因素： 1. 对称面（m）
2. 对称中心（σ）
H H C 3 H H H H H
CH 3
3. 对称轴（Cn） 以设想直线为轴旋转360。/ n，得到与原分子 相同的分子，该直线称为n重对称轴（又称n阶对 称轴）。
Cl H C C H Cl
4. 交替对称轴（旋转反映轴）（Sn）
第二节 分子的对称性和手性
一、对称性
分析有旋光性的乳酸和没有旋光性的丙酸 在结构上的差别：
H CH 3 CCOOH H H * CH 3 CCOOH OH
乳酸所以具有旋光性，可能是因为分子中有 一个*C原子（不对称碳原子或手性碳）。 为什么有*C原子就可能具有旋光性？ ：
(1)一个*C就有两种不同的构型：
COOH COOH
COOH C H HO CH 3
H OH CH 3 CH 3 H OH
COO
C H H C O 3
-
(2)二者的关系：互为镜象（实物与镜象关系，或者
说左、右手关系）。二者无论如何也不能完全重叠。
与镜象不能重叠的分子，称为手性分子。
分子的构造相同，但构型不同，形成实物与 镜象的两种分子，称为对映异构体（简称：对映 体）。
但旋光度“α”是一个常量，它受温度、光源、浓度、 管长等许多因素的影响，为了便于比较，就要使其成为一 个常量，故用比旋光度[α]来表示：
[ ] D
t

Lc
式中： α 为旋光仪测得试样的旋光度
C为试样的质量浓度，单位 g/mL;若试样为纯液体则为密度。 l 为盛液管的长度，单位 dm 。 t 测样时的温度。 λ为旋光仪使用的光源的波长（通常用钠光，以D表示。）
对映体：成对存在，旋光能力相同，但旋光 方向相反。二者能量相同（分子中任何两原子的 距离相同）。
换句话说，具有实物和镜象关系的两个化 合物互称对映异构体。
C O O H C C H 3 H O H C O O H H C C H 3 H O R -(-) -乳 酸
S -(+ )-乳 酸
外消旋体：等量对映体的混合物。
翻转
COOH HO H CH 3
翻转
（2）可以旋转180。，但不能旋转90。或270。。
CO O H H OH CH 3
旋 转180 。
CH 3 HO H CO O H
旋转180。
COOH H OH CH 3
旋 转 9 0
H 。 CH 3 COOH OH
旋 转 9 0
。
（四）对映异构体构型的标示
D-(+)-甘油醛
D-(-)-乳酸
绝 对 构 型
能真实代表某一 光活性化合物的 构型（R、S）
相 与假定的D、L甘油 对 醛相关联而确定的 构 型 构型。
2. R / S标记法
亮
α 丙酸
暗 亮
乳 酸
结论： 物质有两类：
（1）旋光性物质——能使偏振光振动面旋转的性质， 叫做旋光性；具有旋光性的物质，叫做旋光性物质。 （2）非旋光性物质——不具有旋光性的物质，叫做 非旋光性物质。
旋光性物质使偏振光旋转的角度，称为旋光度，
以“α”表示。
顺 时 针 右 旋 ， 以 “ d ” 或 “ + ” 表 示 。 其 旋 光 方 向 逆 时 针 左 旋 ， 以 “ l” 或 “” 表 示 。
D/L标示法和R/S标示法
1. D / L标示法
CHO H OH C2 H OH
D-(+)-甘油醛
-
CHO HO H C2 H OH
L-(-)-甘油醛
-
D、L与 “+、-” 没有必然的联系
相对构型和绝对构型
CHO H OH CH 2 OH
O
H
COOH OH CH 2 OH
H
H
COOH OH CH 3
H Cl Cl H
。 Cl Cl 9 0 旋 转 H HH H Cl Cl
H Cl Cl H
-
H Cl Cl H
C HH
C
-
（二） 判别手性分子的依据
A.有对称面、对称中心、交替对称轴的分子均可 与其镜象重叠，是非手性分子；反之，为手性分子。
至于对称轴并不能作为分子是否具有手性的判据。 B.大多数非手性分子都有对称轴或对称中心， 只有交替对称轴而无对称面或对称中心的化合物是 少数。 ∴既无对称面也没有对称中心的，一般 判定为是手性分子。
分子的手性是对映体存在的必要和充分条件。
第三节 含一个手性碳的化合物
具有镜像与实物关系的一对旋光异构体。
COOH C CH 3
mp 53oC []D=+3.82
pKa=3.79(25oC)
COOH H OH
(R)-(-)-乳酸
mp 53oC []D=-3.82
pKa=3.83(25oC)
H OH
熔
点 曲 线
（i）外消旋混合物
（ii）外消旋化合物
（iii）固体溶液
（三）对映异构体的表示方法
1. 透视式（三维结构） 2.Fischer 投影式
COOH
COOH
H OH
H CH 3
OH
CH 3
使用Fischer 投影式的注意事项： （1）可以沿纸面旋转，但不能离开纸面翻转。
COOH H OH CH 3
平 面 偏 振 光
如果让光通过一个象栅栏一样的 Nicol 棱镜 (起 偏镜)就不是所有方向的光都能通过，而只有与棱镜 晶轴方向平行的光才能通过。这样，透过棱晶的光 就只能在一个方向上振动，象这种只在一个平面振 动的光，称为平面偏振光，简称偏振光或偏光。
那么，偏振光能否透过第二个Nicol 棱镜 (检偏 镜) 取 决于两个棱镜的晶轴是否平行，平行则可透 过；否则不能通过。 如果在两个棱镜之间放一个盛液管，里面装 入两种不同的物质。 NhomakorabeaC CH 3
外消旋乳酸
(S)-(+)-乳酸
()-乳酸
mp 18oC []D=0
pKa=3.86(25oC)
（一）对映异构体的性质
1 结构：镜影与实物关系。
2 内能：内能相同。
3 物理性质和化学性质在非手性环境中相同，
在手性环境中有区别。
4 旋光能力相同，旋光方向相反。
（二）外消旋体
一对对映体等量混合，得到外消旋体。 外消旋体与纯对映体的物理性质不同，旋 光必然为零。
中国药科大学有 机
主要内容
第一节 第二节 第三节 平面偏振光及比旋光度 分子的对称性和手性 含一个手性碳的化合物
第四节
第五节 第六节 第七节 第八节
含两个手性碳的化合物
外消旋体的拆分 取代环烷烃的立体异构 不含手性碳原子的手性分子 不对称合成
第一节 平面偏振光及比旋光度
光是一种电磁波，光波的振动方向与光的前进 方向垂直。